Бездымный порох

БЕЗДЫМНЫЙ ПОРОХ. До 19 в. пользовались в качестве взрывчатого вещества селитро-серо-угольным порохом, который иначе называется дымным. 19 век ознаменовался открытием и изобретением целого ряда новых взрывчатых веществ, среди них важнейшее место должно быть отведено пироксилину — основному веществу. Нитроклетчатка впервые была получена в 1832 г. французузским химиком Браконно действием крепкой азотной кислоты на лен, крахмал и древесные опилки. В 1846 г. Шенбейн (Швейцария) при действии на хлопок смесью азотной и серной кислот получил постоянную по своим химическим свойствам нитроклетчатку, которая была названа благодаря своим взрывчатым свойствам пироксилином. В 1872 г. Волькман впервые применил спиртоэфирный растворитель для обработки пироксилиновых зерен из ольховой древесины. В 1884 г. во Франции инженер Вьель открыл способ изготовления бездымного пироксилинового пороха, баллистические свойства которого дали возможность применить его к орудиям всех калибров и заменить им в военном деле все существовавшие черные пороха; он применил спиртоэфирный растворитель для желатинизации пироксилина в пластичную массу, из которой путем прессования получил пороховые ленты различной толщины в зависимости от назначения пороха, т. е. калибра и длины орудия.

Отсутствие дыма при стрельбе, хотя и предвиделось Вьелем, но при разработке пороха он не задавался этой целью, и бездымность пироксилинового пороха явилась еще дополнительным весьма ценным качеством наряду с другими физико-химическими преимуществами этого пороха. Скоро в России, а также в Германии, Англии, Австрии и Италии, был принят на вооружение сначала чисто пироксилиновый порох, а затем некоторые государства стали применять нитроглицерино-пироксилиновый порох; последний в 1887 г. был предложен Альфредом Нобелем под названием баллистита, изготовлявшегося из равных частей растворимого пироксилина и нитроглицерина. В 1889 г. английский химик Абель и профессор Дьюар предложили другой тип нитроглицерино-пироксилинового пороха, названный кордитом, который изготовляется из нерастворимого пироксилина, растворителя для него — ацетона, нитроглицерина и вазелина; последний добавляется для понижения температуры разложения пороха с целью уменьшения разгара канала орудия. В последние 10—20 лет в состав бездымного пороха (пороховую массу) стали вводить различные примеси: 1) для увеличения стойкости, или химической прочности, — дифениламин и другие химические вещества, 2) для беспламенности выстрела — централит, вазелин и др. Для увеличения прогрессивности горения пороховые зерна с поверхности обрабатываются камфорой, динитротолуолом и централитом, которые в пороходельной технике называются флегматизаторами. В России опыты по выработке образцов бездымного пороха были начаты с конца 1887 г. на Охтенском пороховом заводе. К концу 1889 года был получен вполне удовлетворительный образчик винтовочного пороха. Материалом для его изготовления служил нерастворимый пироксилин, и в качестве растворителя был взят ацетон. С 1890 года на указанном заводе была установлена валовая фабрикация бездымного пороха пластинчатого типа, принятого во Франции, для изготовления которого бралась смесь двух сортов пироксилинов: одного — нерастворимого №1, или «А», с содержанием азота от 12,91 до 13,29%, а другой — растворимый, № 2, или «В», с содержанием азота от 11,91 до 12,29%.

В качестве растворителя была принята спиртоэфирная смесь, составляемая из 1 части этилового спирта и 2 частей серного эфира. Нерастворимый пироксилин № 1 заводского изготовления содержит нитроклетчаток, растворимых в спиртоэфирной смеси, от 3 до 7%, а заводский пироксилин № 2 содержит их от 94 до 97%. Нельзя обойти молчанием изыскания нашего ученого Д. И. Менделеева, который в 1890 г. предложил особый вид нитроклетчатки, названный им пироколлодием, с содержанием азота от 12,5 до 12,75%. Этот тип пироксилина растворяется в избытке спиртоэфирной смеси (1 ч. спирта и 2 ч. эфира), «как сахар в воде», т. е. без разбухания, а в количествах, необходимых для пороходелия, дает вполне желатинированную массу. Технические преимущества менделеевского пироксилина в свое время артиллерийским ведомством не были признаны достаточными для замены им двух типов заводских пироксилинов — № 1 и № 2, тогда как Америка установила и ввела у себя для фабрикации бездымного пороха изготовление пироксилина именно менделеевского типа. Для флота бездымные пороха изготовлялись из пироксилина пироколлодийного типа, удовлетворявшего следующим основным требованиям: содержание азота 12,92% ±0,05% и растворимость в спиртоэфирной смеси 87% ±5%. Таким образом пироксилиновый бездымный порох представляет собою вещество коллоидного строения, получаемое из пироксилина путем обработки его спиртоэфирным растворителем. Благодаря действию растворителя пироксилин превращается в тестообразную массу, которая при помощи гидравлического пресса выпрессовывается через отверстия пороховой матрицы и приобретает в зависимости от формы отверстия вид ленты, трубки или цилиндра с несколькими каналами. До мировой войны обычной формой пушечного пороха являлась либо лента той или иной длины, либо длинная полая трубка. Что касается ружейного пороха, то для него такой формой являлась 4-угольная пластинка. Во время мировой войны вошел в широкое употребление порох, принятый в США, имеющий вид небольших цилиндриков с известным количеством отверстий. В зависимости от баллистических требований артиллерийской системы пороха изготовляются различной величины и отличаются гл. обр. толщиной горящего слоя. Каждый сорт пороха обозначается буквами, характеризующими его назначение.

Свойства пироксилиновых бездымных порохов:

1) Бездымные пороха благодаря коллоидальному строению обладают способностью в канале огнестрельного оружия гореть прогрессивно, параллельными слоями, и этим они отличаются от взрывчатых веществ, разлагающихся почти мгновенно, т. е. обладающих бризантными свойствами. Время полного сгорания пороха в канале оружия и, следовательно, баллистические качества пороха зависят в значительной степени от формы его, т. е. от толщины лент, толщины стенок трубок и толщины «сводов» порохов американского типа. Ширина лент определяется удобствами изготовления и пользования порохами; наружный диаметр трубок и порохов зерненых (американского типа) находится в зависимости от толщины горящего слоя и устанавливается специальными опытами. Длина ленточного и трубчатого порохов устанавливается равной полной длине каморы или кратной ей, чем достигается возможность назначения одной марки к разным орудиям, отличающимся длиной каморы. Для порохов американского типа (с 7 каналами) установлены следующие соотношения размеров: диаметр канала должен равняться 0,5 толщины горящего свода, наружный диаметр зерна — 5,5 толщинам свода, а длина зерна — 12 толщинам свода. 2) Цвет бездымного пороха – темно-желтый, переходящий в коричневый, напоминающий цвет столярного клея. Зеленовато-серый, темно-серый или даже темно-зеленый цвет, в который иногда окрашен порох, происходит от дифениламина, вводимого в порох для увеличения химической стойкости. Пороха с более тонкими лентами, трубками и зернами светлее и прозрачнее порохов большей толщины. Прозрачность и цвет пороха зависят от условий обработки на различных пороховых заводах и на свойства пороха не влияют. В незначительном количестве встречаются ленты, трубки и зерна с грязно-беловатым отливом; на некоторых лентах и трубках можно заметить узкие полоски беловатого цвета или маленькие вкрапленные комочки нежелатинированного пироксилина и других случайных примесей, например, кусочков дерева. При рассматривании на свет в некоторых лентах, а также и в трубках, молено заметить круглые или продолговатые темные пятна, представляющие собою пузырьки воздуха, не вытесненного при прессовании. Перечисленные недостатки в порохе в небольших размерах не имеют влияния на химические и баллистические качества его. 3) Пироксилиновый бездымный порох обладает твердостью и упругостью рогового вещества, поэтому почти не подвержен перетиранию в пыль, — большое преимущество по сравнению с дымным порохом. Ленты и трубки пороха обладают значительной упругостью и при изгибании их далее некоторого предела дают роговидный излом грязно-серого цвета. 4) В готовом бездымном порохе заключается различное %-ное содержание летучих веществ: остатки растворителя, не удаленные из пороха вымочкой в воде и сушкой, а также влажность, втянутая порохом из атмосферного воздуха. Гигроскопичность бездымного пороха вообще весьма мала, нормальным содержанием влажности считают 1,3—1,5%. При неблагоприятных условиях хранения во влажном воздухе, в негерметической укупорке порох может втянуть до 2,5—3% влаги, которая легко выделяется из него на сухом воздухе. Увеличение влаги делает порох медленнее горящим, уменьшает начальную скорость и дальность полета снаряда; уменьшение влаги повышает скорость горения и начальную скорость снаряда и увеличивает давление пороховых газов в канале орудия, что весьма нежелательно во избежание опасных давлений. Количество летучих веществ, которое должно содержаться в каждом сорте пороха при сдаче его на службу, строго определяется нормами, установленными для приемки бездымных порохов. Во избежание изменения в порохе летучих веществ, бездымный порох и изготовленные из него заряды должны храниться в герметической укупорке.

5) Удельный вес пироксилинового пороха — от 1,550 до 1,630 и зависит от содержания в порохе летучих веществ. 6) Все бездымные пороха сгорают целиком в газы и водяные пары. Продукты горения пироксилиновых порохов: окись углерода, углекислый газ, водород, азот, водяной пар и небольшое количество метана. Состав различных сортов бездымного пороха выражается формулой: C24H30O10(NO3)10+kC3H8O, где С3Н8О отвечает неудаляемому сушкой растворителю, а k- переменный коэффициент; например, в пластинах толщиной около 2 мм k = 0,87. Разложение пороха при этом значении k в бомбе при плотности заряжания (см. Баллистика) около 0,02 выражается уравнением:

C24H30O10(NO3)10 + 0,87С3Н😯 =

=5CO2 + 21,41CO + 9,42H2 + 5N2 + 9,06H2O.

Если через р обозначить количество остаточного растворителя на 100 ч. сухой массы и принять во внимание величины, характеризующие пироколлодий, то для различных сортов пироколлодийных порохов получится следующая зависимость:

Эти формулы могут служить для приближенных расчетов до р = 5. Горение бездымного пороха на открытом воздухе происходит спокойно, без взрыва, причем были случаи сгорания без взрыва даже весьма значительных масс пороха, доходивших до нескольких десятков тысяч кг. От действия детонатора из сильно взрывчатого вещества бездымный порох взрывает и детонирует всей своей массой. При сильном трении или ударе бездымный порох воспламеняется, поэтому следует избегать резких движений, так как наблюдались случаи воспламенения тяжелых зарядов, например, при продвижении их по лабораторному столу. Особенно чувствительна к трению и удару пыль от бездымного пороха, которая представляет собою нитроклетчатку и обладает свойствами сухого пироксилина. Характер горения пороха совершенно меняется с увеличением давления, под которым сгорает порох, — чем оно больше, тем энергичнее происходит сгорание. В канале орудия в первые моменты горение идет медленно, прогрессивно возрастая от увеличения давления пороховых газов. Чем больше плотность заряжания, тем выше давление газов, а, следовательно, тем больше скорость горения пороха. 7) Винтовочный пироксилиновый бездымный порох, обозначенный маркой В и принятый для 3-линейной винтовки образца 1891 г., в виде прямоугольных пластинок длиной 1,7—1,8 мм, шириной 1,2—1,7 мм и толщиной 0,36—0,38 мм при заряде 2,40 г должен был сообщать пуле (тупоголовой) весом 13,75 г начальную скорость 615±5 м/сек при среднем давлении пороховых газов в 2500 atm. После прессования и сушки этот порох никаким дополнительным обработкам не подвергался и имел желтый цвет, свойственный пироксилиновому пороху. В 1908 году в России был выработан новый сорт винтовочного пироксилинового бездымного пороха, обозначенный маркой ВЛ. При заряде около 3,20 г он сообщал остроконечной пуле весом в 9,5 г начальную скорость 850—865 м/сек при среднем давлении пороховых газов не более 2750 atm.

Гравиметрическая плотность для этого пороха устанавливалась в 0,800—0,820, а вес заряда не мог быть больше произведения гравиметрической плотности на коэффициент 4,0, где 4,0 — объем гильзы в см3. Порох ВЛ изготовлялся пластинчатого типа с размером зерен: длиной 1,5—1,8 мм, шириной 1,2—1,5 мм, толщиной 0,31—0,33 мм. Для увеличения прогрессивности горения порохового зерна порох после прессования и резки вымачивался и сушился до минимального содержания в нем летучих веществ, а затем обрабатывался в специальных барабанах камфорным раствором и полировался графитом, отчего на поверхности приобретал блестящий черный цвет. Такая обработка порохового зерна с целью замедления скорости горения или уменьшения нарастания давления пороховых газов (в первые моменты) называлась по заводской терминологии «флегматизацией». Микроскопическое исследование флегматизированного пластинчатого пороха показало, что для удовлетворения инструкционным баллистическим нормам глубина проникновения камфорного раствора должна быть около 5% толщины порохового зерна, причем колебания допустимы в очень узких пределах.

На фиг. 5 показан порох ВЛ при 4-кратном линейном увеличении. На микрофотографическом снимке фиг. 1 (произведенном при 35-кратном линейном увеличении) показан поперечный разрез порохового зерна, подготовленного к обработке раствором флегматизатора. Рваные края характеризуют неудовлетворительность резки, но этот недостаток при последующих обработках — флегматизации и полировке — в значительной степени устраняется, ибо отколы и заусенцы стираются и сглаживаются. На фиг. 2 и 3 (снимки получены при 35- и 70-кратном линейном увеличении) показан поперечный разрез флегматизированного зерна ВЛ, удовлетворяющего баллистическим требованиям. На снимке фиг. 4 (полученном при 35-кратном линейном увеличении) — поперечный разрез пороха перефлегматизированного, не удовлетворяющего баллистическим требованиям. Порох с американской формой зерна — цилиндрик с одним каналом — показан на фиг. 6 (при 7-кратном линейном увеличении). Размер зерна: длина 2,15 мм, диаметр канала 0,17 мм, толщина свода 0,3 мм, гравиметрическая плотность 0,900. Американский порох ВЛ флегматизирован динитротолуолом (травелин), но можно флегматизировать также камфорным раствором. 8) Пироксилиновый бездымный порох для револьверов и пистолетов д. б. быстро сгорающим, чтобы в коротких каналах этого оружия не оставалось несгоревших зерен. Размер зерна пластинчатого типа: толщина 0,10 мм, сторона квадрата 1,25 мм.

9) Холостой бездымный порох. При дымном порохе не было никаких затруднений в изготовлении зарядов для холостой стрельбы. Скорость горения его при атмосферном давлении настолько велика, что холостой заряд быстро превращался в газы и производил звук, сходный со звуком боевого выстрела. Пироксилиновый порох при малых давлениях горит весьма медленно, и, чтобы получить звучный холостой выстрел при зарядах бездымного пороха, приходится прибегать к искусственным мерам для повышения давления газов в первые моменты по воспламенении заряда. Необходимое повышение давлений достигается принятием пыжа, заменяющего снаряд боевого выстрела, и назначением для холостой стрельбы очень быстро сгорающего сорта пороха, т. е. тонкого. Благодаря малой толщине пластинок и незначительному содержанию летучих веществ холостой порох скорее теряет свою химическую стойкость, чем боевой порох, а, следовательно, продолжительность служебной пригодности у холостого пороха вообще менее, чем у боевого. Служебная годность бездымного холостого пороха в отношении его химической стойкости определяется путем контрольных испытаний через каждые 2 года. 10) Бездымный порох под влиянием повышенных температур разлагается: нитроклетчатка, из которой он изготовлен, начинает разнитровываться с выделением окислов азота. В первичных стадиях разложение пороха идет очень медленно, и нет никаких внешних признаков порчи. При сильной порче на порохе появляются светлые, лимонно-желтые пятна, иногда прозрачные на свет, и если разломить пороховую ленту или трубку на месте пятна, то можно ощутить запах окислов азота. С такими признаками разложения порох опасен для дальнейшего хранения и д. б. немедленно изъят со службы. При температуре в 165° разложение пороха происходит почти мгновенно, и он воспламеняется; при 110° химическая стойкость пороха значительно понижается уже через 50 часов нагревания, а затем начинается энергичное разложение с выделением бурых паров окислов азота. При температуре около 75° порох выдерживает непрерывное нагревание до начала энергичного разложения в течение нескольких недель, а при 40° — в течение многих месяцев. При температурах не выше 31,2° (25° R) в условиях служебного хранения в войсковых частях и порохохранилищах продолжительность его службы до порчи определяется многими годами (12—25 лет). Опыт долголетнего хранения порохов показал, что хорошо изготовленный порох можно скоро испортить при хранении его в негерметической укупорке, при повышенных температурах, в сырых помещениях и укладкой его в грязную укупорку. В виду того, что испорченный порох с сильно пониженной химической стойкостью может при хранении воспламениться, то все малостойкие пороха должны своевременно удаляться из хранилищ, для чего установлен постоянный контроль всех партий порохов, от которых через определенные промежутки времени берут образцы для химических испытаний.

Нитроглицериновые бездымные пороха изготовляются из смеси нитроклетчатки с нитроглицерином и бывают двух типов. К первому д. б. отнесены пороха, в которых нитроклетчатка (пироксилин) обладает свойством растворяться в нитроглицерине, — баллистит и филит. Ко второму типу относятся пороха, в которых нитроклетчатка (пироксилин) имеет более высокий азот, но обладает неполной растворимостью, почему для получения хорошей желатинизации является необходимым вводить добавочный растворитель (например, ацетон), удаляемый при последующей обработке порохов; к ним относятся кордит, соленит и некоторые сорта германских нитроглицериновых порохов. Изготовление пороховой нитроглицерино-пироксилинной массы производится путем смешения указанных выше составных частей при нагревании и вальцевании массы горячими вальцами (50—60°) в листы, которые режутся на пластинки или кубики (баллистит), или же порох выпрессовывается из пресса в виде струн или трубок (филит, кордит и другие). Нитроглицериновые пороха хорошей желатинизации представляют собою вполне однородную упругую массу светло- и темно-коричневого цвета. Баллиститы и кордиты не обладают твердостью пироксилиновых порохов и довольно легко режутся ножом. Главнейшее преимущество нитроглицериновых порохов по сравнению с пироксилиновыми заключается в том, что они имеют большую силу, т. е. при одинаковых по весу зарядах дают большие начальные скорости. Но в то же время они значительно изнашивают канал огнестрельного орудия, давая сильное выгорание металла. Для увеличения срока службы орудий оказалось необходимым уменьшить количество нитроглицерина и вводить примеси (например, вазелин), понижающие температуру разложения пороха.

В последнее 15-летие в западноевропейских государствах выработано много других сортов нитроглицериновых порохов с значительно меньшим содержанием нитроглицерина, изготовляемых на различных растворителях. Представителями порохов, имеющих в своем составе нитроуглеводородные соединения, являются: «пластоменит», состоящий из 68% нитроклетчатки, 13% тринитротолуола, 6% динитротолуола и 13% бариевой селитры, и «индюрит», предложенный в Америке. Этот сорт пороха (индюрит) изготовляется из нерастворимого пироксилина с высоким содержанием N желатинируемого нитробензолом. Масса подвергается прокатке между вальцами, режется на зерна и обрабатывается горячей водой для удаления большей части растворителя, после чего порох высушивается. Вследствие значительных технических неудобств изготовления бездымных порохов на летучих растворителях еще за несколько лет до мировой войны производились опыты по применению для желатинизации нелетучих твердых растворителей, причем в качестве последних испытывались: тринитротолуол, централиты (производные мочевины), ортони-трофенил-нитрометан или изомер динитротолуола и др. Важнейшая задача бездымного пороходелия — усиление химической прочности бездымного пороха. С течением времени, определяемым иногда десятками лет, бездымные пороха переходят в состояние разложения, которое при неблагоприятных условиях может перейти в бурную реакцию с таким выделением тепла, что возможно самовоспламенение пороха. Это обстоятельство требует весьма тщательного наблюдения за условиями изготовления как пироксилина, так и пороха во избежание принятия на службу недоброкачественного пороха и, кроме того, строжайшего химического контроля за его состоянием.

Небрежное отношение к столь важному вопросу и отсутствие надлежащего контроля приводят к катастрофам, подобным гибели французских броненосцев: в 1907 г. — «Jena», а в 1911 г. — «Liberte». С целью замедления процессов разложения нитроклетчатки и нитроглицерина в состав бездымного пороха вскоре после его изобретения стали вводить различные примеси, например: амиловый спирт, мочевину, ее производные, касторовое масло, анилин, вазелин и др., получившие название «стабилизаторов». В 1907—08 гг. химиком Охтенского порохового завода В. А. Яковлевым в качестве стабилизатора был предложен дифениламин, который показал наилучшие результаты и был принят во всех государствах. Введенный в пороховой состав в количестве 0,5—2%, он поглощает окислы азота, выделяющиеся при саморазложении, давая прочные нитропроизводные, не действующие на порох. Для предохранения бездымных порохов от неблагоприятных влияний с целью сохранения их физико-химических и баллистических качеств они хранятся в герметической укупорке, в порохохранилищах, обеспечивающих от резких температурных колебаний, для чего, например, на судах устанавливаются холодильные машины и вентиляция.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 2 — 1928 г.

Бездымный порох | это… Что такое Бездымный порох?

Охотничий бездымный порох «Сокол» (Россия)

Бездымный порох

Бездымный порох (англ. Smokeless powder) или нитропорох (англ. nitro powder) — групповое название метательных взрывчатых веществ, используемых в огнестрельном оружии и артиллерии, которые не дают дыма в момент выстрела, в отличие от дымного (чёрного) пороха.

Типы бездымного пороха включают кордит, баллистит и, традиционно, белый порох (англ. Poudre B). Они классифицируются на одноосновный, двухосновный и трёхосновный.

Содержание

  • 1 Описание
  • 2 История
    • 2.1 Пироксилин
    • 2.2 Белый порох
    • 2.3 Баллистит
    • 2.4 Кордит
    • 2.5 Желатиновый порох
  • 3 Применение
  • 4 Нестабильность и стабилизация
  • 5 Бездымные взрывчатые компоненты
  • 6 См.
    также

Описание

Бездымный порох состоит из нитроцеллюлозы (одноосновный), обычно с добавлением до пятидесяти процентов нитроглицерина (двухосновный), и иногда нитроглицерина в сочетании с нитрогуанидином (трёхосновный). Конечный продукт гранулируется в сферические частицы или прессуется в цилиндры или хлопья при помощи растворителей типа эфира. Также дополнительной составляющей бездымного пороха могут быть стабилизаторы и баллистические модификаторы. Двухосновные порохи обычно используются в изготовлении патронов для ружей и пулеметов, в то время как трёхосновные более широко применяются в артиллерии.

Причина бездымности этих порохов состоит в том, что продукты окисления их ингредиентов в основном газообразны, по сравнению с чёрным порохом, выделяющим при сгорании до 55 % твердых веществ (карбонат калия, сульфат калия и пр.).

Бездымный порох горит только по поверхности гранул, хлопьев или цилиндров — для краткости, гранул. Бóльшие гранулы сгорают медленнее и скорость их сгорания, также, контролируется специальным покрытием, мешающим горению, основная функция которого — регулировать более-менее постоянное давление на вращающуюся пулю или снаряд, ещё не покинувщие ствол орудия, что позволяет им достигать максимальной скорости.

Самые большие гранулы в пушечном порохе. Они представляют собой цилиндр, достигающий размера пальца руки, в котором проделаны семь отверстий (одно по оси симметрии, а остальные шесть — расположены по кругу центрального поперечного сечения). Эти отверстия стабилизируют процесс горения благодаря тому, что пока внешняя поверхность, сгорая, уменьшает внешнюю площадь горения, сгорает и внутренняя поверхность, увеличивая внутреннюю площадь горения. Изнутри горение в грануле происходит быстрее, таким образом позволяя поддерживать давлении в стволе постоянным, при увеличении в нём свободного пространства из-за движения пули/снаряда вперёд.

Быстрогорящие пистолетные порохи делаются таким образом, чтобы поверхность их гранул была максимальной, как у хлопьев или плоских дисков.

Сушат порох в основном в вакууме. При сушке растворители конденсируются и могут быть снова использованы в процессе изготовления. Гранулы, также, покрываются графитом, с целью избежать их возгорания от искр статического электричества.

История

Пироксилин

Со времен Наполеона командующие войсками жаловались на неспособность отдавать приказы в бою из-за сильного задымления, вызванного порохом, использовавшемся в ружьях.

Большой прорыв вперёд был сделан с изобретением пироксилина — материала, основанного на нитроцеллюлозе. Он нашёл широкое применение в артиллерии.

Однако пироксилин имел ряд существенных недостатков. Пироксилин был более мощным, чем дымный порох, но в то же время менее стабильным, что делало его неподходящим для использования с огнестрельным оружием малых размеров — не только из-за большей опасности в полевых условиях, но и из-за повышенного износа оружия. Оружие, которое могло выстрелить тысячи раз обычным порохом, приходило в негодность после нескольких сотен выстрелов с более мощным пироксилином. Также происходило множество взрывов на фабриках по производству пироксилина из-за небрежного отношения к его нестабильности и средствам стабилизации.

По этим причинам применение пироксилина было приостановлено на двадцать с лишним лет, до тех пор пока люди не научились его «приручать». Лишь в 1880 году пироксилин стал жизнеспособным взрывчатым веществом.

Белый порох

В 1884 году Поль Вьель (Paul Vieille) изобрёл бездымный порох, названный Poudre B, который был основан на желатинизированном пироксилине, смешанном с эфиром и спиртом, с дальнейшим образованием пороховых элементов и последующей сушкой зёрен пороха.

Конечное взрывчатое вещество, которое в наши дни называют нитроцеллюлозой, содержит несколько меньшее количество азота, чем пироксилин, поэтому оно легче желатинизируется спирто-эфирной смесью. Большим достоинством данного пороха было то, что она, в отличие от пироксилина, горит послойно, что делало её баллистические свойства предсказуемыми.

Порох Вьеля произвёл революцию в мире стрелкового огнестрельного оружия по нескольким причинам:

  • Больше практически не было дыма, тогда как ранее после нескольких выстрелов с использованием чёрного пороха поле зрения солдата сильно сужалось из-за клубов дыма, что мог исправить только сильный ветер.
    Кроме того, позиция стрелка не выдавалась клубом дыма из винтовки.
  • Poudre B давал большую скорость вылета пули, что означало более прямую траекторию, что повышало точность и дальность стрельбы; дальность стрельбы достигла 1000 метров.
  • Так как Poudre B был в три раза мощнее чёрного пороха, то его требовалось намного меньше. Боеприпасы облегчались, что позволяло войскам носить с собой большее количество боеприпасов при том же их весе.
  • Патроны срабатывали даже будучи мокрыми. Основанные же на чёрном порохе боеприпасы должны были храниться в сухом месте, поэтому их всегда переносили в закрытых упаковках, препятствовавших попаданию влаги.

Порох Vieille был использован в винтовке Лебеля, которую сразу же приняла на вооружение Французская армия, чтобы использовать все преимущества нового пороха над чёрным. Другие европейские страны поспешили последовать примеру французов и тоже перешли на свои производные от Poudre B. Первыми были Германия и последовавшая за ней Австрия, которые ввели новое вооружение в 1888 году.

Баллистит

В это время в 1887 году в Великобритании, Альфред Нобель разработал бездымный порох названный баллиститом.

Кордит

Баллистит был модифицирован Фредериком Абелем и Джеймсом Дьюаром в новый состав, названный кордитом. После этого началась «патентная война» между Нобелем и изобретателями кордита по поводу получения британских патентов.

В 1890-м году в США патент на бездымный порох был получен Максимом Хадсоном (Maxim Hudson).

Эти новые взрывчатые вещества были более стабильными и, значит, более безопасными в обращении, чем Poudre B и, что немаловажно — более мощными.

Желатиновый порох

Источник

Иван Платонович Граве — профессор Михайловской артиллерийской академии, полковник, — в 1916 г. усовершенствовал французское изобретение: получил бездымный порох на другой основе — на нелетучем растворителе, — коллоидный, или желатиновый, порох. Он легко поддавался формовке и даже обработке на токарном станке. Применялся желатиновый порох в шашках.

Граве получил патент на это изобретение в 1926 году уже в другой стране — Советской России. Он получил 9 патентов, но как дворянину ему запретили заниматься разработкой реактивных снарядов и он занялся наукой. Главное артиллерийское управление (ГАУ) подтверждает его авторство в разработке пороха и снарядов для «Катюши».

Применение

В наши дни порохи, основанные только на нитроцеллюлозе, известны как одноосновные, а кордитоподобные известны как двухосновные. Также был разработан трёхосновный кордит, обычно использовавшийся в больших пушках морских боевых кораблей, но нашедший своё применение и в танковых войсках.

Бездымный порох позволил произвести на свет современное полуавтоматическое и автоматическое оружие. Чёрный порох оставлял тонкий и вязкий налёт на стволах орудий, который был гигроскопичным и коррозивным, в то время как бездымный порох лишён этого отрицательного свойства, что позволило осуществлять автоматическую перезарядку оружия с использованием множества подвижных частей.

Одно- и двухосновные бездымные пороха в наше время составляют основную часть взрывчатых веществ, использующихся в огнестрельном оружии. Они настолько общеприняты, что большинство случаев использования слова «порох» относится именно к бездымному пороху, в частности, когда речь идёт о малоразмерном вооружении.

Нестабильность и стабилизация

Нитроцеллюлоза со временем разлагается с выделением кислотных составляющих, которые ускоряют дальнейший распад компонентов пороха. В процессе реакций разложения выделяется теплота, которой, в случае хранения большого количества пороха или слишком больших блоков взрывчатого вещества, может быть достаточно для самовоспламенения.

Одноосновные нитроцеллюлозные порохи наиболее подвержены разложению; двухосновные и трёхосновные разлагаются более медленно. Продукты распада могут вызвать коррозию металлов патронов и стволов оружия, поэтому для нейтрализации кислотных соединений в некоторые составы добавляют карбонат кальция.

Чтобы избежать накопления продуктов распада добавляют стабилизаторы, самым популярным из которых является 2-Нитродифениламин. Также применяют 4-нитродифениламин, N-нитрозодифениламин, N-метил-п-нитроанилин и дифениламин. Стабилизаторы добавляются в количествах порядка 0.5-2 % от общей массы состава; большие же количества могут ухудшить баллистические характеристихи пороха. Количество стабилизатора со временем уменьшается, что может привести к самовозгоранию, поэтому взрывчатые вещества должны периодически тестироваться на количество стабилизаторов.

Бездымные взрывчатые компоненты

Формула взрывчатого вещества может содержать различные активные и вспомогательные компоненты:

  • Взрывчатые вещества:
    • Нитроцеллюлоза, активный компонент большинства бездымных порохов
    • Нитроглицерин, активный компонент двухосновных и трёхосновных составов
    • Нитрогуанидин, компонент трёхосновных составов
  • Мягчители, делающие гранулы менее хрупкими
    • Дибутилфталат
    • Polyester adipate (Полиэфир адипат?)
    • Dinitrotoluene (токсичен, канцероген, устаревший)
  • Вяжущие вещества, поддерживающие форму гранул
    • Канифоль
    • Этилацетат
  • Стабилизаторы, предотвращают или тормозят самораспад
    • Дифениламин
    • 2-Нитродифениламин
    • 4-нитродифениламин
    • N-нитрозодифениламин
    • N-methyl-p-nitroaniline
  • Decoppering (удаляющие медь) добавки, препятствующие нарастанию медных остатков на стволах оружия
    • Олово и соединения, то есть Оксид олова
    • Висмут и соединения, то есть Оксид висмута, bismuth subcarbonate, нитрат висмута, bismuth antimonide; предпочитают соединения висмута, так как медь растворяется в расплавленном висмуте, образуя хрупкий и легко удаляемый сплав
    • Свинец — фольга и соединения. Не используются из-за токсичности
  • Уменьшители вспышки — уменьшить яркость вспышки из ствола при выстреле
    • Нитрат калия
    • Сульфат калия (оба обладают недостатком — увеличивают количество выделяемого дыма)
  • Добавки, умешьшающие износ ствола USA 16″/50 (40.6 cm) Mark 7
    • Воск
    • Тальк
    • Оксид титана
    • Полиуретановые пакеты на пороховых порциях в больших орудиях
  • Другие добавки
    • Графит — смазка покрывающая гранулы с целью предотвратить их слипание и самовозгорание от искр статического электричества.
    • Карбонат кальция, нейтрализующий кислотные продукты распада

Свойства пороха сильно зависят от размера и формы его гранул. Поверхность гранул влияет на изменение их формы и скорость сгорания. Варьируя форму гранул можно повлиять на давление и кривую процесса сгорания пороха по времени.

Составы, сгорающие быстрее, дают большее давление при более высокой температуре, но также увеличивают износ стволов орудий.

Порох Primex содержит 0-40 % нитроглицерина, 0-10 % дибутилфталата, 0-10 % polyester adipate, 0-5 % канифоли, 0-5 % этилацетата, 0.3-1.5 % дифениламина, 0-1.5 % N-нитрозодифениламина, 0-1.5 % 2-нитрофениламина, 0-1.5 % нитрата калия, 0-1.5 % сульфата калия, 0-1.5 % оксида олова, 0.02-1 % графита, 0-1 % карбоната кальция, и остаток от 100 % — нитроцеллюлозы. USA smokeless powder manufacturer’s Material Safety Data Sheet

См. также

  • Дымный порох
  • Баллистит
  • Кордит
  • Огнестрельное оружие
  • Нитроцеллюлоза

Бездымный порох — Sciencemadness Wiki

Бездымный порох времен Второй мировой войны (в жизни кажется более серым)

Бездымный порох — это название, данное ряду пороховых материалов, широко используемых в огнестрельном оружии и артиллерии, которые заменили черный порох. Как следует из названия, он производит очень мало дыма при выстреле / ​​воспламенении.

Однако, несмотря на свое название, бездымный порох редко является порохом, а скорее представляет собой шарики или экструдированные гранулы.

Содержание

  • 1 Тип
  • 2 Свойства
  • 3 Наличие
  • 4 Подготовка
  • 5 проектов
  • 6 Обращение
    • 6.1 Безопасность
    • 6.2 Хранение
    • 6.3 Утилизация
  • 7 Каталожные номера
    • 7.1 Соответствующие темы Sciencemadness

Типы

Существует множество категорий бездымных порохов, которые зависят от их свойств, таких как состав, скорость сгорания и т.д.

Большинство, если не все бездымные пороха содержат нитроцеллюлозу (NC), и они делятся на три основные группы:

  • Одноосновный порох : Используйте только нитроцеллюлозу или коллоид или НК со спиртом или эфиром в качестве пропеллента, добавки и стабилизаторы (например, дифениламин)
  • Двухосновный порошок : Нитроцеллюлоза с нитроглицерином.
  • Трехосновный пропеллент
    : нитроцеллюлоза, нитроглицерин и нитрогуанидин

Свойства

Бездымный порох представляет собой серебристо-серое или тускло-серое твердое вещество, нерастворимое во всех растворителях (хотя нитроглицерин и нитрогуанидин растворяются в органических растворителях). Обычно он не имеет запаха и имеет плотность от 0,9 до 1,0 г/см 3 .

Доступность

Бездымный порох продается во многих странах как порох и доступен в большинстве оружейных магазинов. Для его приобретения может потребоваться или не потребоваться лицензия на оружие, в зависимости от страны.

В Европе иногда можно случайно найти боеприпасы времен Второй мировой войны, которые, если они не повреждены, все еще содержат бездымный порох, хотя и более низкого качества, чем современные пороха. Однако из-за юридических проблем, связанных с UXO, и здравого смысла лучше не превращать эту практику в привычку.

Препарат

Бездымный порох можно приготовить путем смешивания нитроцеллюлозы с небольшим количеством нитроглицерина и других добавок в растворителе, таком как ацетон.

Технология изготовления бездымного пороха более опасна, чем классического черного пороха. Процесс должен выполняться в 100% беспыльной среде с высокой влажностью, и все должно быть заземлено, чтобы предотвратить накопление статического заряда. Кроме того, из нитроцеллюлозы должны быть удалены все следы кислоты, так как следы кислоты инициируют самокаталитическое разложение.

Проекты

  • Боеприпасы для огнестрельного оружия
  • Исторические модели огнестрельного оружия (ручная пушка, аркебуза, фитильное ружье и т. д.)
  • Предохранители
  • Ракеты

Обращение

Безопасность

Как и в случае с любым нитроэфиром, лучше избегать контакта с ним, так как он является сильным сосудорасширяющим средством и вызывает сильную головную боль и боль в груди.

Хранение

Бездымный порох лучше всего хранить в искробезопасных контейнерах, вдали от источников возгорания или прочных оснований. Дифениламин может быть добавлен в качестве стабилизатора.

Утилизация

Бездымный порох можно безопасно сжигать на улице. Его можно закапывать в землю в небольших количествах, так как он является хорошим источником азота для растений.

Ссылки

Соответствующие нити Sciencemadness

  • Производство бездымного пороха
  • ищу рецепт бездымного пороха
  • Бездымное топливо отечественного производства
  • Растворение бездымного пороха?

Бездымный порох — Sciencemadness Wiki

Бездымный порох времен Второй мировой войны (в жизни кажется более серым)

Бездымный порох — это название, данное ряду пороховых материалов, широко используемых в огнестрельном оружии и артиллерии, которые заменили черный порох.

Как следует из названия, он производит очень мало дыма при выстреле / ​​воспламенении.

Однако, несмотря на свое название, бездымный порох редко является порохом, а скорее представляет собой шарики или экструдированные гранулы.

Содержимое

  • 1 Типы
  • 2 Свойства
  • 3 Наличие
  • 4 Подготовка
  • 5 проектов
  • 6 Обращение
    • 6.1 Безопасность
    • 6.2 Хранение
    • 6.3 Утилизация
  • 7 Каталожные номера
    • 7.1 Соответствующие темы Sciencemadness

Типы

Существует множество категорий бездымных порохов, которые зависят от их свойств, таких как состав, скорость сгорания и т.д.

Большинство, если не все бездымные пороха содержат нитроцеллюлозу (НЦ), и они делятся на три основные группы:

  • Одноосновный порох : Используйте только нитроцеллюлозу или коллоид или НК со спиртом или эфиром в качестве пропеллента, добавки и стабилизаторы (например, дифениламин)
  • Двухосновный порошок : Нитроцеллюлоза с нитроглицерином.
  • Трехосновный пропеллент : Нитроцеллюлоза, нитроглицерин и нитрогуанидин

Свойства

Бездымный порох представляет собой серебристо-серое или тускло-серое твердое вещество, нерастворимое во всех растворителях (хотя нитроглицерин и нитрогуанидин растворяются в органических растворителях). Обычно он не имеет запаха и имеет плотность от 0,9-1,0 г/см 3 .

Доступность

Бездымный порох продается во многих странах как порох и доступен в большинстве оружейных магазинов. Для его приобретения может потребоваться или не потребоваться лицензия на оружие, в зависимости от страны.

В Европе иногда можно случайно найти боеприпасы времен Второй мировой войны, которые, если они не повреждены, все еще содержат бездымный порох, хотя и более низкого качества, чем современные пороха. Однако из-за юридических проблем, связанных с UXO, и здравого смысла лучше не превращать эту практику в привычку.

Препарат

Бездымный порох можно приготовить путем смешивания нитроцеллюлозы с небольшим количеством нитроглицерина и других добавок в растворителе, таком как ацетон.

Технология изготовления бездымного пороха более опасна, чем классического черного пороха. Процесс должен выполняться в 100% беспыльной среде с высокой влажностью, и все должно быть заземлено, чтобы предотвратить накопление статического заряда. Кроме того, из нитроцеллюлозы должны быть удалены все следы кислоты, так как следы кислоты инициируют самокаталитическое разложение.

Проекты

  • Боеприпасы для огнестрельного оружия
  • Исторические модели огнестрельного оружия (ручная пушка, аркебуза, фитильное ружье и т. д.)
  • Предохранители
  • Ракеты

Обращение

Безопасность

Как и в случае с любым нитроэфиром, лучше избегать контакта с ним, так как он является сильным сосудорасширяющим средством и вызывает сильную головную боль и боль в груди.

Хранение

Бездымный порох лучше всего хранить в искробезопасных контейнерах, вдали от источников возгорания или прочных оснований. Дифениламин может быть добавлен в качестве стабилизатора.